第一架小型驗(yàn)證機(jī)雖然只安裝了2個螺旋槳，但成功解決了如何“上天”的問題。“上天”看起來不難，但對彩虹太陽能無人機(jī)來說并非一帆風(fēng)順。理論分析、建模仿真……盡管之前做了大量準(zhǔn)備工作，但在變幻莫測的高空環(huán)境下依舊會出現(xiàn)很多無法預(yù)料的情況，即使是突如其來的一陣風(fēng)，也會讓研發(fā)人員“心驚肉跳”。
石文清楚地記得，2013年，驗(yàn)證機(jī)在低空強(qiáng)紊流飛行時經(jīng)常左搖右晃。為了解決這個問題,研發(fā)團(tuán)隊(duì)在理論和工程層面展開艱難攻關(guān),歷時一年多,解決了無人機(jī)在復(fù)雜氣象條件下精確控制的問題,不但讓飛機(jī)飛了起來，還飛得高、飛得穩(wěn)。
從平臺概念發(fā)展到小型驗(yàn)證機(jī)，翼展從10米擴(kuò)展到45米，在百余次飛行試驗(yàn)和后期改進(jìn)中，研發(fā)人員積累了豐富的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和使用經(jīng)驗(yàn)，并逐步建立完善了太陽能無人機(jī)的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)方案。“未來彩虹太陽能無人機(jī)還將向超高空、超長航時、大型化、實(shí)用化方向發(fā)展，前景值得期待。”石文說。
從“滿載”到“減負(fù)”，真正的“高大上”是高效實(shí)用
穿過林蔭小路，筆者來到一座半透明的玻璃廠房前，在這里終于看到彩虹太陽能無人機(jī)的真面目。整架無人機(jī)沒有蒙皮和鉚釘，機(jī)身全部用一種塑料薄膜包裹。石文對筆者說：“這種特殊的薄膜看似薄如蟬翼，但具備防熱、防壓、防紫外線等功能，大大提高了無人機(jī)在臨近空間的生存能力。”
“我們研制無人機(jī)不是用來挑戰(zhàn)極限數(shù)據(jù)，而是為了高效實(shí)用。”石文說，經(jīng)過科學(xué)的論證和試驗(yàn)，他們對無人機(jī)整體設(shè)計(jì)進(jìn)行“減負(fù)”，讓彩虹太陽能無人機(jī)飛起來更加輕盈。
從“滿載”到“減負(fù)”，石文形容在做一道“算術(shù)題”。彩虹太陽能無人機(jī)受到飛行重量的制約，要想搭載更多的任務(wù)載荷，設(shè)計(jì)時必須對每個零部件的重量“錙銖必較”，盡可能地減少無人機(jī)的自身重量。
每個零部件重量減少數(shù)克至數(shù)十克，整個系統(tǒng)就會有幾十公斤的“減負(fù)”。這種精益求精的設(shè)計(jì)理念，在彩虹太陽能無人機(jī)身上處處得到體現(xiàn)：機(jī)翼上布滿成千上萬塊小晶體硅太陽能電池，每一塊都經(jīng)過研發(fā)人員的精心設(shè)計(jì);機(jī)翼與螺旋槳之間一根普通的連接桿，濃縮了十幾項(xiàng)技術(shù)專利;連接機(jī)身和垂尾的尾撐有十幾米長，普通人一只手便可輕松提起……
科技的進(jìn)步，最終目的是要服務(wù)人類。只有找準(zhǔn)應(yīng)用市場，才有持續(xù)發(fā)展的空間和潛力。根據(jù)發(fā)展規(guī)劃，彩虹太陽能無人機(jī)未來將具備“準(zhǔn)衛(wèi)星”的特點(diǎn)，作為空中平臺，提供持久的數(shù)據(jù)中繼和4G/5G通信，部分替代通信衛(wèi)星功能，實(shí)現(xiàn)區(qū)域全覆蓋的不間斷態(tài)勢感知、中繼通信服務(wù)。
作為國內(nèi)知名的軍工研究院，“民用反哺軍用”是研發(fā)團(tuán)隊(duì)始終堅(jiān)持的發(fā)展方向。如何讓彩虹太陽能無人機(jī)乘著軍民融合的“東風(fēng)”飛向軍營?石文告訴筆者，外軍給他們提供了一些經(jīng)驗(yàn)。2009年，美國國防部啟動了“禿鷲”項(xiàng)目，計(jì)劃研制一種續(xù)航時間為5年的太陽能無人機(jī)，可以執(zhí)行情報偵察、監(jiān)視和通信中繼等軍事任務(wù)。
目前，研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將太陽能無人機(jī)作為功能平臺，把加裝水文、氣象、通信、監(jiān)視等功能模塊列入規(guī)劃。在軍民領(lǐng)域，彩虹太陽能無人機(jī)未來應(yīng)用前景廣闊。
